[發(fā)明專利]一種窄間隙扁圓形雙盤管整體冷凝鍋爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410140299.0
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN103940087B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙欽新;陳中亞;王云剛;李鈺鑫;陳衡;馬海東;梁志遠
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: F24H8/00
• 分類號: F24H8/00;F24H9/18
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務所61215
• 代理人: 何會俠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及整體冷凝鍋爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種窄間隙扁圓形雙盤管整體冷凝鍋爐。

背景技術(shù)

長期以來，我國的能源生產(chǎn)和消費中主要以煤為主。我國的大氣污染屬于“第一代”煤煙型污染，主要是由于煤燃燒造成。世界許多大城市的經(jīng)驗表明，改善大氣污染狀況的根本途徑是改善燃料結(jié)構(gòu)。燃燒天然氣基本上不排放或排放少量的SO2；氮氧化合物排放量比燃煤減少45%，比燃油減少63%；CO2排放量比燃煤減少52%，比燃油減少26%。其次，天然氣在供熱采暖時具有明顯的節(jié)能效益。實行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力發(fā)展天然氣，用天然氣等清潔燃料部分代替單一燃料煤，是我國節(jié)約能源、保護環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標所采取的重要措施之一。因此開發(fā)高效環(huán)保的天然氣熱能利用裝置是大勢所趨。

目前，常規(guī)的燃氣鍋爐等熱能動力設(shè)備，存在利用效率低的問題。一方面需要不斷提高天然氣的燃燒效率，另一方面需要進一步降低天然氣利用設(shè)備的排煙溫度，提高設(shè)備轉(zhuǎn)換效率。常規(guī)天然氣熱水鍋爐的排煙溫度一般在130℃以上，蒸汽鍋爐在200℃以上，有時甚至高達300℃，該溫度遠高于天然氣煙氣水露點溫度（通常為55～60℃），排煙不僅帶走大量煙氣顯熱，更重要的是煙氣中水蒸氣潛熱得不到充分利用，降低鍋爐排煙溫度對于提高天然氣鍋爐效率和降低運行費用是非常重要的。

冷凝鍋爐利用高效的全預混燃燒技術(shù)，有效的降低了燃燒過量空氣系數(shù)，提高了天然氣燃燒效率，降低NOx等污染氣體的生成與排放，同時采用煙氣深度冷卻技術(shù)，將熱能利用設(shè)備排煙溫度降到煙氣露點溫度（或水露點）以下，不僅能夠充分地吸收煙氣的顯熱還能利用天然氣燃燒時產(chǎn)生的水蒸氣凝結(jié)放熱，大大提高了天然氣能量在熱能利用設(shè)備中的轉(zhuǎn)換效率，節(jié)約了能源。同時，凝結(jié)液對煙氣中的CO2、NOx、SOx等有害氣體還有一定的吸收脫除作用。因此，開發(fā)應用燃氣式冷凝鍋爐，是減少環(huán)境污染、高效利用燃氣的有效途徑之一。目前市場上冷凝鍋爐的結(jié)構(gòu)形式主要有分離式和整體式兩種形式，前者是在常規(guī)鍋爐后加裝冷凝段換熱器；后者是將常規(guī)鍋爐和冷凝換熱器設(shè)計為整體結(jié)構(gòu)。不管是那種結(jié)構(gòu)，通常都是采用翅片管等擴展受熱面強化傳熱元件，通過翅片強化擾流，增大對流換熱系數(shù)，同時增大換熱面積從而實現(xiàn)強化傳熱的目的。但是采用擴展受熱面結(jié)構(gòu)必然導致結(jié)構(gòu)復雜，維護修理難度增大。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種窄間隙扁圓形雙盤管整體冷凝鍋爐，采用具有一定傾斜角度的扁圓形窄間隙雙盤管組成鍋爐的輻射—對流換熱器，盤管構(gòu)成的燃燒室有利于發(fā)揮全預混燃燒器輻射換熱能力強的優(yōu)勢，同時，盤管上下層間的窄間隙煙道，使高溫煙氣流過時被管內(nèi)水強烈冷卻，換熱系數(shù)大。鍋爐結(jié)構(gòu)簡單，成本低且熱效率高，在回水溫度30℃時，鍋爐熱效率可達106%以上。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種窄間隙扁圓形雙盤管整體冷凝鍋爐，包括外殼1，外殼1內(nèi)換熱器由多圈傾斜預設(shè)角度5°～60°、圈與圈間含有間隙的扁圓形雙盤管2構(gòu)成，所述扁圓形雙盤管2由扁圓形管子由外管圈自上而下再由內(nèi)管圈自下而上盤制而成，內(nèi)管圈包繞構(gòu)成冷凝鍋爐爐內(nèi)輻射換熱空間3，扁圓形雙盤管2緊固在碟盤形上隔板5和碟盤形下隔板6之間，扁圓形雙盤管2外圈最頂層開口為雙盤管入水口9，內(nèi)圈最頂層開口為雙盤管出水口10，雙盤管入水口9和雙盤管出水口10穿過碟盤形上隔板5分別與給水入口彎管11和加熱水出口彎管12進行連接；全預混燃燒器13安裝在外殼1的上頂板14上，全預混燃燒器頭部15深入到爐內(nèi)輻射換熱空間3進行燃燒放熱，煙氣從扁圓形雙盤管2內(nèi)管圈和外管圈間隙流過，并由煙氣出口22流出。

所述扁圓形雙盤管2內(nèi)、外圈呈“V字形”相向布置，扁圓形雙盤管2內(nèi)、外圈最頂層上表面與碟盤形上隔板5下表面緊密貼合，扁圓形雙盤管2內(nèi)、外圈最底層下表面與碟盤形下隔板6上表面緊密貼合。

所述碟盤形上隔板5邊緣上沿周向等距加工4個上螺孔16，碟盤形上隔板5上加工兩個扁圓孔17供雙盤管入水口9和雙盤管出水口10穿過，碟盤形上隔板5上加工一個圓孔18供全預混燃燒器頭部15穿過。

所述碟盤形下隔板6邊緣上沿周向等距加工4個下螺孔19，碟盤形下隔板6的V型環(huán)面上加工多條冷凝液流道20，碟盤形下隔板6V型環(huán)面底部加工半圓形環(huán)槽7，所述半圓形環(huán)槽7與水平方向呈預設(shè)傾斜角度，與冷凝液排出管8連接的圓孔位于半圓形環(huán)槽7的最低位置。